วิธีการเลือกตัวต้านทานจำกัดกระแสสำหรับ LED

แหล่งกำเนิดแสง LED ที่ทันสมัยเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในระยะยาวในสภาวะที่ยากลำบาก อย่างไรก็ตาม สำหรับการป้องกันกระแสไฟ จะใช้ความต้านทานไฟฟ้าแบบจำกัด การคำนวณที่แม่นยำของตัวต้านทานสำหรับ LED จะช่วยในการเลือกส่วนประกอบการทำงานของวงจรโดยไม่มีข้อผิดพลาด

การประยุกต์ใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแสสำหรับ LED

ตัวต้านทานใช้เพื่อจำกัดกระแส

ไฟ LED ใช้สำหรับตกแต่งเพื่อให้มองเห็นได้ดีในทางเดินที่มืดและแก้ปัญหาในทางปฏิบัติอื่นๆ ประหยัดกว่าหลอดไส้แบบคลาสสิคมาก ความแข็งแรงสูงป้องกันการปนเปื้อนของสิ่งแวดล้อมด้วยสารเคมีที่เป็นอันตราย ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้หลังจากความเสียหายต่อหลอดไฟของแหล่งกำเนิดแสงที่ปล่อยก๊าซ

เมื่อพิจารณาถึงค่าการนำไฟฟ้าด้านเดียวของชุมทางเซมิคอนดักเตอร์ ความจำเป็นในการเชื่อมต่อ LED กับแบตเตอรี่สำหรับจัดเก็บซึ่งเป็นแหล่งพลังงาน DC อีกแหล่งหนึ่งเป็นสิ่งที่เข้าใจได้ แรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายในครัวเรือนมาตรฐานได้รับการแก้ไขแล้วลดลงเหลือระดับเล็กน้อย ตัวต้านทานจำกัดกระแส

คุณสมบัติของงานและการคำนวณ

การใช้ตัวต้านทานเมื่อทดสอบ LED

แม้จะมีข้อดีที่สำคัญ แต่ผู้ใช้ที่เอาใจใส่แนะนำให้ใส่ใจกับข้อเสียที่สำคัญของอุปกรณ์ LED:

  • เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์กำหนดลักษณะแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงไม่เชิงเส้น (VAC);
  • การเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนดจะมาพร้อมกับความเสื่อมของทางแยก pn;
  • ในระดับหนึ่ง (ด้วยการสลับโดยตรงหรือย้อนกลับ) การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของความแข็งแกร่งในปัจจุบันทำให้ผลิตภัณฑ์เสียหาย

สิ่งที่สำคัญเป็นพิเศษคือความต้านทานภายในต่ำในโหมดการทำงาน การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในพารามิเตอร์พื้นฐานของแหล่งจ่ายไฟอาจทำให้ชุมทางเซมิคอนดักเตอร์เสียหายได้ ด้วยเหตุนี้จึงมีการเพิ่มตัวต้านทาน จำกัด กระแสเข้ากับวงจร

องค์ประกอบแบบพาสซีฟเพิ่มเติมจะเพิ่มการใช้พลังงาน ด้วยเหตุผลนี้ ขอแนะนำให้ใช้โซลูชันดังกล่าวร่วมกับ LED พลังงานต่ำ หรือเพื่อสร้างอุปกรณ์ที่มีรอบการทำงานน้อย

การคำนวณทางคณิตศาสตร์

ตารางการพึ่งพาแรงดันไฟ LED กับสี

ในวงจรที่ง่ายที่สุด ตัวต้านทานจำกัดกระแส (R) และ LED เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับแหล่งจ่ายกระแสคงที่ (I) ที่มีแรงดันไฟที่แน่นอน (Ui) ที่ขั้วเอาต์พุต คุณสามารถคำนวณความต้านทานไฟฟ้าโดยใช้สูตรที่รู้จักกันดีของกฎของโอห์ม (I = U / R)

สมมติฐานที่สองของ Kirchhoff ก็มีประโยชน์เช่นกัน ในตัวอย่างนี้ จะกำหนดความเท่าเทียมกันต่อไปนี้: Ui = Ur + Ucที่ไหน อู๋ (Uc) - แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทาน (LED) ตามลำดับ เพียงแค่แปลงนิพจน์เหล่านี้ คุณจะได้รับการพึ่งพาพื้นฐาน:

  • Ui = ฉัน * R + ฉัน * Rc;
  • R = (Ui - Uc) / I.

ที่นี่ Rc แสดงถึงความต้านทานส่วนต่างของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ซึ่งเปลี่ยนแปลงแบบไม่เชิงเส้นขึ้นอยู่กับแรงดันและกระแส ในส่วนย้อนกลับของลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟ สามารถแยกแยะพื้นที่การปิดกั้นได้ เพิ่มขึ้นอย่างมาก Rc ในบริเวณนี้ป้องกันการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน (Iobr = 0) อย่างไรก็ตามด้วยแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นในระดับหนึ่ง (Urev-m) ในภายหลังจะเกิดการพังทลายของจุดเชื่อมต่อ p-n

การคำนวณตัวต้านทานตัวต้านทานสำหรับ LED ที่ 5V

เนื่องจากไดรเวอร์ให้ไฟ DC คุณจึงต้องศึกษาการเชื่อมต่อ "โดยตรง" ที่เกี่ยวข้องอย่างรอบคอบ คุณสมบัติของลักษณะ I - V:

  • ในส่วนแรกถึง อุน ความต้านทานลดลงอย่างราบรื่นและกระแสเพิ่มขึ้นตามลำดับ
  • จาก อุน ก่อน อืม - พื้นที่ทำงาน (การแผ่รังสีในช่วงแสง);
  • เพิ่มเติม - ความต้านทานที่ลดลงอย่างรวดเร็วกระตุ้นให้เกิดความแรงในปัจจุบันเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณด้วยความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์ในภายหลัง

ไฟ LED คำนวณตามแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน Uc... ผู้ผลิตระบุพารามิเตอร์นี้ในเอกสารประกอบ ในการคำนวณความต้านทานไฟฟ้าของตัวต้านทานจำกัดกระแสที่เหมาะสม ให้ใช้สูตร: R = (Ui - Uc) / ฉัน.

การคำนวณแบบกราฟิก

ลักษณะโวลต์แอมแปร์ของ LEDs

หากคุณใช้ CVC คุณสามารถใช้เทคนิคกราฟิกได้ ข้อมูลกราฟิกและดิจิทัลเริ่มต้นนำมาจากหนังสือเดินทางหรือบนเว็บไซต์ทางการของผู้ผลิต อัลกอริทึมของการกระทำ (ตัวอย่าง):

  • ตามข้อมูลเริ่มต้น กระแสไฟ LED ที่ระบุ (ใน) คือ 25 mA;
  • เส้นประถูกลากจากจุดที่สอดคล้องกัน (1) บนแกนแนวตั้งของพิกัดไปยังจุดตัดด้วยเส้นโค้งลักษณะ I – V (2);
  • สังเกตแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ (Ui = 5.5 V) บนแกน abscissa (3);
  • ลากเส้นผ่านจุด (2) และ (3);
  • ทางแยกที่มีแกน y จะแสดงกระแสไฟสูงสุดที่อนุญาต (Im = 60 mA)
การคำนวณความต้านทานของตัวต้านทานเพื่อให้ไดโอดมีกระแส 100 mA ที่แรงดันไฟฟ้า 5 โวลต์

นอกจากนี้ ตามสูตรคลาสสิก การคำนวณหาตัวต้านทานที่จำเป็นสำหรับ LED ในกรณีนี้ไม่ใช่เรื่องยาก: R = Ui / Im = 5.5 / 0.06 ≈ 91.7... ในบรรทัดอนุกรม คุณต้องเลือกค่าที่ใกล้เคียงที่สุดโดยมีระยะขอบเล็กน้อย - 100 โอห์ม วิธีแก้ปัญหานี้จะลดประสิทธิภาพลงเล็กน้อย แต่ในโหมดอ่อนโยน ส่วนประกอบการทำงานจะร้อนน้อยลง ภาระบนชุมทางเซมิคอนดักเตอร์จะลดลงตามไปด้วย คาดว่าจะเพิ่มอายุการใช้งานของแหล่งกำเนิดแสง

ในการเลือกตัวต้านทานที่ถูกต้อง คุณจำเป็นต้องรู้กำลัง (P) ค่ามาตรฐาน (W): 0.125; 0.25; 0.5; หนึ่ง; 2; 5. การคำนวณสามารถทำได้สำหรับพารามิเตอร์ที่รู้จักโดยใช้สูตร: P = Im2 * R = Ur2 / R... หากเรานำข้อมูลเริ่มต้นของตัวอย่างมาพิจารณา: P = 0.06 * 0.06 * 100 = 0.36 W โดยคำนึงถึงช่วงของรุ่นทั่วไป จำเป็นต้องเลือกตัวต้านทาน 100 โอห์มที่มีกำลังการกระจาย 0.5 W

ความคลาดเคลื่อนสำหรับความถูกต้องของความต้านทานไฟฟ้าของตัวต้านทานคือ 0.001 ถึง 30% ของค่าเล็กน้อย ในการทำเครื่องหมายตามมาตรฐานสากล คลาสที่เกี่ยวข้องถูกกำหนดด้วยตัวอักษรละติน (D - 0.5%; G - 2%; J - 5%)

การเชื่อมต่อ LED ผ่านตัวต้านทาน

แผนภาพการเชื่อมต่อ LED

โดยคำนึงถึงข้อมูลที่นำเสนอสามารถสรุปข้อสรุปกลางที่สำคัญหลายประการได้:

  • วงจรป้องกันตัวต้านทานใช้ที่พลังงานต่ำ
  • พวกเขาไม่ได้ทำหน้าที่รักษาเสถียรภาพ
  • องค์ประกอบแบบพาสซีฟไม่สามารถลดแรงดันไฟกระชากได้

สามารถรับตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่ยอมรับได้โดยการสร้าง:

  • เซ็นเซอร์;
  • ตัวชี้วัด;
  • อุปกรณ์ส่งสัญญาณ

สำหรับไฟส่องสว่างในตู้ปลาในพื้นที่ขนาดเล็ก วิธีนี้เหมาะสม อย่างไรก็ตาม การใช้พลังงานจำนวนมากเป็นเวลานานไม่น่าจะเป็นที่ยอมรับได้ การขาดความเสถียรนั้นแสดงออกโดยการเปลี่ยนแปลงความสว่างที่เห็นได้ชัดเจนด้วยแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น/ลดลง

ผู้เชี่ยวชาญแนะนำให้ใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรของกระแสไฟที่เชื่อถือได้โดยสิ้นเปลืองพลังงานมากกว่า 1.5-2 W อุปกรณ์เหล่านี้ (สวิตช์หรี่ไฟ) ใช้เพื่อเชื่อมต่อกลุ่มอุปกรณ์ให้แสงสว่างและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง

การคำนวณตัวต้านทานสำหรับ LED

โปรแกรมคำนวณความต้านทานของตัวต้านทานสำหรับ LED

คุณสามารถทำการคำนวณที่จำเป็นทางออนไลน์ได้โดยใช้เครื่องคิดเลขเฉพาะทาง การใช้งานโปรแกรมดังกล่าวเต็มรูปแบบฟรี

อย่างไรก็ตาม การเข้าถึงอินเทอร์เน็ตอาจไม่สามารถใช้ได้เสมอไปหลังจากศึกษาเทคนิคที่ค่อนข้างง่าย ใครๆ ก็สามารถเลือกตัวต้านทานสำหรับ LED ได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องมองหาซอฟต์แวร์ที่เหมาะสม

สำหรับการสาธิตอัลกอริทึมด้วยภาพ คุณต้องพิจารณาการเชื่อมต่อตัวต้านทานป้องกันกับวงจรจ่ายไฟ (5 V) ของ LED เฉพาะ (Epistar 1W HP)

ข้อกำหนดทางเทคนิค:

  • การกระจายอำนาจ W - 1;
  • ปัจจุบัน mA - 350;
  • แรงดันไปข้างหน้า (ทั่วไป / สูงสุด), V - 2.35 / 2.6

เพื่อ จำกัด กระแสไฟ LED โดยคำนึงถึงคำแนะนำของผู้ผลิตตัวต้านทานที่มีความต้านทานไฟฟ้า R = (5-2.35) / 0.35 = 7.57 โอห์มเหมาะสม ตามมาตรฐาน E24 ค่าที่ใกล้เคียงที่สุดคือ 7.5 และ 8.2 โอห์ม หากคุณใช้กฎมาตรฐาน คุณจะต้องเลือกค่าที่มากกว่า ซึ่งแตกต่างจากค่าที่คำนวณได้เกือบ 8.5% ข้อผิดพลาดเพิ่มเติมจะถูกสร้างขึ้นโดยความอดทน 5% สำหรับผลิตภัณฑ์ราคาไม่แพงที่ผลิตเป็นจำนวนมาก ด้วยค่าเบี่ยงเบนดังกล่าว เป็นการยากที่จะได้คุณลักษณะของวงจรที่ยอมรับได้ในแง่ของฟังก์ชันการป้องกันและการใช้พลังงาน

วิธีแรกในการแก้ปัญหาคือการเลือกตัวต้านทานที่ต่ำกว่าหลายตัว ถัดไป ใช้ตัวเลือกการเชื่อมต่อแบบอนุกรม ขนานหรือรวมกันเพื่อให้ได้ค่าความต้านทานเทียบเท่าที่ต้องการของส่วนวงจร วิธีที่สองคือการเพิ่มที่กันจอน

การคำนวณการกระจายพลังงาน

สัญลักษณ์ของตัวต้านทานบนไดอะแกรม

ในตัวเลือกใด ๆ เมื่อเลือกความต้านทานไฟฟ้าของวงจร ควรตั้งค่ากระแสไฟที่ต่ำกว่าเล็กน้อยเพื่อยืดอายุของ LED เพื่อป้องกันความเสียหายจากความร้อน ผลิตภัณฑ์จะถูกใช้ภายในช่วงอุณหภูมิที่แนะนำ สำหรับ Epistar 1W HP - ตั้งแต่ -40 ° C ถึง +80 ° C หากจำเป็น ให้ใช้การติดตั้งกับหม้อน้ำ "ดาว" แบบพิเศษ การเพิ่มนี้จะเพิ่มพื้นที่การกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ

สำหรับการเลือกที่แม่นยำ การกระจายกำลังของตัวต้านทานจะประมาณไว้: P = I2 * R = (0.35) 2 * 7.57 = 0.1225 * 7.57 ≈0.93 W. สำรองสำหรับพารามิเตอร์นี้ทำอย่างน้อย 20-25% การจัดอันดับ 1 W ไม่เพียงพอ ดังนั้นจึงเลือกระดับถัดไปในแถวมาตรฐาน - 2W

ตรวจสอบประสิทธิภาพของวงจรประกอบโดยอัตราส่วน Uc / Ui = 2.35 / 5 = 0.47 (47%) ผลลัพธ์สุดท้ายแสดงให้เห็นว่าไฟฟ้าในกรณีนี้สิ้นเปลืองมากกว่าครึ่งหนึ่ง อันที่จริงแล้ว ตัวบ่งชี้ยิ่งแย่ลงไปอีก เนื่องจาก LED ไม่ได้ใช้พลังงานการบริโภคทั้งหมดสำหรับการแผ่รังสีในส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม ส่วนสำคัญคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงอินฟราเรด

การเชื่อมต่อแบบขนาน

การเชื่อมต่อแบบขนานของ LEDs

ที่จุดใดในวงจรอนุกรม กระแสจะเท่ากัน ทำให้การคำนวณง่ายขึ้น ป้องกันเหตุฉุกเฉิน เมื่อองค์ประกอบหนึ่งล้มเหลว ไฟ LED ทั้งหมดจะถูกปิด ดังนั้นจึงไม่รวมถึงความเสียหายที่เกิดจากแรงดันไฟที่เพิ่มขึ้น เหตุผลดังกล่าวอธิบายความนิยมของวิธีนี้ในการสร้างโคมไฟแถบและการออกแบบอื่นๆ

การใช้การเชื่อมต่อแบบขนานให้ข้อดีบางประการ ในเวอร์ชันนี้ ผลิตภัณฑ์จะคงฟังก์ชันการทำงานบางส่วนไว้หากวงจรหนึ่งเสียหาย โซลูชันนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงแรงดันไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานของแต่ละสาขา

การเชื่อมต่อแบบขนานเหมาะสำหรับการจัดรูปแบบการควบคุมอิสระ หลักการของมาลัยปีใหม่ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีนี้ แยกสาขาเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานตามอัลกอริทึมที่ระบุโดยโปรแกรม

คุณไม่สามารถใช้ตัวต้านทานตัวเดียวสำหรับไดโอดแบบขนานหลายตัวได้ การเลือกความต้านทานอย่างระมัดระวังนั้นเกิดจากความต้องการการควบคุมกระแสที่แม่นยำ ในบางสถานการณ์ ข้อผิดพลาด 0.1-0.5 A ทำให้เกิดการเสีย การลดลงอย่างมากในทรัพยากร

ลักษณะทางเทคนิคที่แท้จริงของ LED แตกต่างกันอย่างมากแม้ในสินค้าประเภทเดียวกัน ด้วยเหตุนี้ แต่ละวงจรจึงได้รับการป้องกันด้วยตัวต้านทานแยกกัน

คุณสมบัติของ ICE . ราคาถูก

เปรียบเทียบแถบ LED ของจีนกับแบรนด์

ต้นทุนต่ำเพียงอย่างเดียวไม่ได้พิสูจน์ว่าคุณภาพต่ำ การขยายขนาดการผลิตและปรับปรุงกระบวนการทางเทคโนโลยีช่วยลดต้นทุนอย่างไรก็ตาม ในส่วนของตลาดที่สอดคล้องกัน มีผลิตภัณฑ์จากผู้ผลิตที่ไม่สอดคล้องกับคุณลักษณะที่ประกาศไว้จริง

ในการพิจารณาปัญหาที่อาจเกิดขึ้น ให้คำนึงถึงพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

  • ในรุ่นราคาถูกส่วนหลักของโครงสร้างทำจากอลูมิเนียม
  • แอนะล็อกทองแดงจะหนักกว่า ขจัดความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และทนต่อความเครียดทางกล
  • ในผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพ ขนาดคริสตัลสอดคล้องกับมาตรฐาน (0.762 x 0.762 มม. หรืออื่น ๆ )
  • ข้อบกพร่องมีหลักฐานทางอ้อมจากการบิดเบือนสัดส่วนของพื้นที่ทำงาน (สี่เหลี่ยมผืนผ้าแทนที่จะเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัส)
  • เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือ ผู้ผลิตที่รับผิดชอบได้เพิ่มจำนวนตัวนำโดยใช้เกลียวที่ทำจากโลหะมีตระกูล

ไฟ LED คุณภาพสูงสร้างฟลักซ์การส่องสว่าง 150-220 ลูเมนต่อการบริโภค 1 W ของปลอม - ไม่เกิน 50-70 ลูเมน หากมีข้อสงสัย ควรเลือกส่วนประกอบป้องกันด้วยความระมัดระวังเป็นพิเศษ

ihouses.decorexpro.com/th/
เพิ่มความคิดเห็น

  1. Sergey

    แรงดันไฟที่จ่ายลบด้วยแรงดันตกคร่อม LED (s) (ที่กระแสไฟ LED ที่กำหนด) และหารด้วยกระแสไฟที่กำหนดของ LED - เราได้ค่าความต้านทานของตัวต้านทานในหน่วยโอห์ม ความต้านทานนี้คูณด้วยกำลังสองของกระแสในหน่วยแอมแปร์ เราจะได้พลังงานขั้นต่ำที่ต้องการของตัวต้านทานเป็นวัตต์ ... นั่นคือการคำนวณ "ถูกต้อง" ทั้งหมดของตัวต้านทานจำกัดกระแสสำหรับ LED

    ตอบ
  2. อเล็กซานเดอร์

    เหตุใดการคำนวณการกระจายพลังงานของตัวต้านทานจึงซับซ้อนเมื่อทราบพารามิเตอร์ทั้งหมดแล้ว (แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานและกระแสที่ไหลผ่าน)! Pr = Ur * I. ทุกอย่าง!!!

    ตอบ

มูลนิธิ

การระบายอากาศ

เครื่องทำความร้อน